29 marzo 2017

Idea para la construcción de CIs cuánticos uniones de Josephson

fig.1

“Una unión de Josephson real. La línea horizontal es el primer electrodo, mientras que la línea vertical es el segundo electrodo. El cuadrado que las separa es un aislante que tiene en el centro donde se encuentran los dos electrodos una pequeña apertura a través de la cual está la verdadera unión Josephson.”

Podríamos disponer de un DVD que incide sobre “tres capas” con una densidad de empaquetamiento de 60nm el equivalente a un CI actual de densidad de 60nm, evidentemente, y disponiendo de grabadoras más precisas, así la densidad de empaquetamiento.

El DVD quemará en dos pasadas diferencidas cada una de las dos capas.

En una pasada quemará y delineará la forma del conductor, según programa para trancribir la forma física del metal, el aislante, de plástico es transparente, no se verá alterado en esta pasada.

En la siguiente pasada se delineará como en la anterior quemando el aislante para que se produzca las uniones de Josephson, con las cuales se podría crear puertas lógicas.

Se me ocurre pensar que podría ser un medio más fácil de construir circuitos integrados cuánticos.
Safe Creative #1703291312799

Nota: Se diseña y luego se programa el grabado con DVD y con dos capas es más fácil, pues la capa del metal se controla más sencillamente con un sólo DVD, a más capacidad de empaquetamiento mejor el CI, sin embargo la ‘magia’ de los superconductores la hace las uniones de Josephson; su disposición física. Para que todo ello sea posible, el cabezal que hace la grabación láser tiene que ser programable, en cuanto al punto concreto en el que incidirá sobre el sustrato. Lo que pienso que podría hacerse permitiendo que el cabezal tuviera una ligera inclinación que fuera útil mediante una orden de naturaleza binaria, o programable ‘on fly’ (sobre la marcha) al dispositivo que gobierna el cabezal.

Nota2: Una inclinación igual a la necesaria para poder borrar la capa transparente, y para poder ‘dibujar’ la capa metálica convenientemente.

 


 

Figura 1. Una unión de Josephson real. La línea horizontal es el primer electrodo, mientras que la línea vertical es el segundo electrodo. El cuadrado que las separa es un aislante que tiene en el centro donde se encuentran los dos electrodos una pequeña apertura a través de la cual está la verdadera unión Josephson.

El efecto Josephson es el fenómeno de la supercorriente, se denomina así al paso de partículas cargadas en forma de corriente eléctrica ocasionada por el efecto túnel entre dos superconductores separados, estos a su vez están separados por una capa de un medio aislante o un metal no superconductor de unos pocos nanómetros.

La corriente eléctrica en los superconductores no la transportan electrones simples sino se transportan en pares llamados pares de Cooper los cuales son capaces de atravesar la capa por el efecto túnel. Normalmente, el superconductor es niobio o aluminio. La corriente crítica es un importante parámetro fenomenológica del dispositivo que puede ser afectada por la temperatura, así como por un campo magnético aplicado. La constante física es el flujo magnético, la inversa de la que es la constante de Josephson.

BD JOSEPHSON unión superconductor se calcula sobre ambas caras del efecto túnel, los siguientes resultados importantes: en la capa de óxido de unión pares de electrones superconductores formados por una corriente superconductor, y no aparecen en la tensión de la unión, llamado DC efecto Josephson. Campo magnético externo, la unión con superconductores producen los campos magnéticos máximos supercorriente cambios regulares. Cuando la unión de U cuando se aplica un voltaje, la corriente superconductor de alta frecuencia, la eficiencia de 2eV / h (h es la constante de Planck), que se llama efecto Josephson.

El efecto Josephson tiene múltiples aplicaciones por ejemplo en la metrología se utiliza para producir galvanómetro de alta precisión, comparador de tensión, comparador de corriente y de tensión de RF, corriente, potencia y la medición de precisión de atenuación. También se usa como detector de ondas submilimétricas milímetro y el mezclador, la ventaja de bajo nivel de ruido, ancho de banda de frecuencia, de baja pérdida. Transistores de un solo electrón se construyen a menudo de materiales superconductores, lo que permite que se haga uso del efecto Josephson para lograr nuevos efectos. El dispositivo resultante se llama un “superconductor transistor de un solo electrón.” En fin las aplicaciones del efecto Josephson se basan en sistemas donde la energía eléctrica juega un papel clave en su funcionamiento.

28 marzo 2017

Un sistema de mejores aeropuertos, simple idea

Si en lugar de ser circular tuviera un centro circular pero siguiera un trazado helicoidal pero en el mismo plano de altura, todo a ras de suelo, permitiría que hubiera un sólo camino para salidas y otro para aterrizajes. Lo que es más seguro. A mi modo de ver. La parte importante es que unos aviones entren sincronizados en tiempo según velocidad constante de los que entraron por uno u otro carril respectivamente, uno es de partida y otro de aterrizaje.

Unos son desviados hacia el centro y otros hacia el exterior.

Este desvío es la parte crítica. Se puede hacer porque el avión sólo tiene que abandonar por su carril, hacia el centro o hacia el exterior. Lo que sí da márgen en caso de fallo técnico, o humano, se puede poner un sensor automático, que desvie al avión hacia el carril correcto según esté en salida o llegada, accionado desde la torre de control. Y después frenada. Sólo es que la torre de control, pueda tener la accesibilidad al mando del avión en apuros. Si la accesibilidad de frenada se garantiza para la torre de control, no habría accidentes. Presumiblemente. La torre de control tendría un grupo especial dedicado a los aviones en problemas de frenada. Y un protocolo estricto. Entonces la torre de control tiene dos diviones, la de dar ok para salidas y partidas en velocidad constante, y otra para las frenadas, en caso de emergencias. Es la parte más delicada en los accidentes en  los aeropuertos, lo demás como está no veo más.

Se me ocurre pensar.

Nota: Una helicoidal simple. Sólo tiene una salida la helicoidal para aterrizaje y otra para salida de vuelos.

Nota2: Hecho así hay dos posibles caminos para frenada de aviones en emergencias, uno más grande para los de aterrizaje que van a mayor velocidad y necesitan más espacio, y otro para los de salida, que iría hacia el centro. Unos se desvían hacia el exterior, donde hay más espacio, y otros al interior, donde hay espacio suficiente de frenada.

En caso de no accidente todos van hacia el centro. y salen del centro. Circular. Pero disponen de más espacio los de entrada por el exterior que al ser más veloces implican mayor riesgo.

Hecho así los accidentes se gestionan por frenada, por el exterior los de llegada, por el interior los de salida que tienen menos velocidad.

Nota3:El centro tiene que ser Grande.

La gestión del aeropuerto y su capacidad de entradas y salidas depende del tamaño del centro.

La torre de control estaría alzada sobre el suelo junto con el aeropuesto sustentada por pilares, para que ningún accidente ocasional dañase la zona de habitabilidad. Así se llegaría al avión   con escaleras mecánicas.

Nota4: la helicoidal es como un regaliz de ‘chuches’ plana, pero con una única vuelta. Cuyo principio queda en 180º de diferencia respecto de la salida. todo a nivel de suelo.

Aunque aún sería mejor así ateniendose a todo lo descrito:

Se me ocurre pensar.

15 marzo 2017

Contra la bacteria que destruye los árboles, posible cura

Un injerto que sea resistente a la bacteria en los árboles, porque esa variedad de injerto lleve un antibiótico natural contra la ‘fastidiosa’

Administrar como en el caso de las abejas mediante esterilización a machos y hembras de la mosca responsable con rayos X, criadas aparte y esterilizadas, competirán contra la mosca natural al ser soltadas y en 6 generaciones desaparecerá por completo la mosca, vector infeccioso responsable.

Tala de árboles infectados para evitar que se propage a otros, pero la esterilización del vector infeccioso es la cura real.

Nota: Los rayos X no se producen con un compuesto radioactivo, sino con una bombilla que tenga por filamento dióxido de titanio. Lo cual es más efectivo y más limpio.

http://plagas-urbanas.com/2016/01/20/los-rayos-x-se-pueden-utilizar-para-esterilizar-mosquitos/

Se me ocurre pensar.

8 marzo 2017

La seguridad de las contraseñas

Yo no soy un pozo sin fondo, ni pretendo que tengo la solución para un problema tan complejo como este.

 

Se me ocurren algunas ideas:

Muchos servidores como lastpassword, para los que no hay que tener más que cacheada la contraseña metida como única e indescifrable, números al azar mayúsculas, minúsculas y algún símbolo raro.

Pero al final la seguridad descansa sobre éstos sitios, y sobre la contraseña única de acceso.

Pensando cómo sería más segura esta contraseña de acceso al sitio global de todas las contraseñas, pienso que quizá se podría hacer con un llavero que genere un número transfinito que sea aleatorio y traducible a caracteres ASCII, de modo tal que el llavero al insertarlo por el puerto USB genere una señal, que entre por un puerto que a nivel de núcleo del sistema operativo vaya cifrado. como es el puerto del ratón en los ordenadores portátiles, por ejemplo, pero cifrado a nivel de núcleo.

 

Entonces nos planteamos una pregunta, ya tenemos el sistema casi seguro, pero tenemos que decidir si este dispositivo iría marcado por un sensor de huella biométrica o no, si decidimos que sí, podríamos poner en peligro a la persona que lo lleva. En caso de intento de robo. Si es que no, no la ponemos en riesgo, pero la hacemos responsable de la tenencia de dicho llavero seguro. Ahora bien, existe la posibilidad de que a nivel gubernamental se guarde una clave para cada llavero que vincule a la persona, permitiendo en ese caso que si la persona extravía el llavero, pueda conocerse a quién perteneció y realizarse las diligencias oportunas. Esta clave podría ser el reloj de cuarzo, a la hora de fabricarlo que es identificado y será fuente de los números aleatorios. Por los demás. los sitios que proveen la fuente de las contraseñas, pueden ser anónimos y viajar desde el núcleo la información de conexión entre núcleo que sirve un acceso de petición web o lo que fuere y el sitio de las contraseñas. Esto último se me ocurre como opción, pero habría que sopesar pros y contras, porque habiendo muchos sitios como lastpassword, es más difícil atacar un sitio no sabiendo a qué llavero pertenece. Siendo todo una mezcla de azar y caos, referente a la persona que libremente contrata un sitio de seguridad para sus contraseñas, en algún caso a nivel gubernamental, sí sería conveniente una anonimización de dicho sitio. Opino.

Es sólo una idea.

8/03/2017

En respuesta como un ciudadano más a lo informado en TV. Pensando para mí.

7 marzo 2017

Good news: Green Chemistry in Modern Mining and Rare Earth Beneficiation

Source

| JULY 09, 2015 | 4 COMMENTS

Green chemistry has been defined as the design of chemical products and processes to reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances [1]. This definition was formulated in the early 1990s and has since gained acceptance throughout the world, especially in the chemical and pharmaceutical industries [1,2]. The green chemistry approach strives to achieve sustainability at the molecular level. Anastas and Eghbali [1] consider the most important aspect of green chemistry to be the concept of design. Twelve principles of green chemistry have been set forth as design rules to aid practitioners in achieving the goal of sustainability [1]. These principles apply to a broad range of chemical manufacture and their application has been successful in improving sustainability in the use of chemical substances in a variety of industries [2]. Several of these principles that are particularly relevant to achieving metal sustainability in the mining and ore beneficiation industries are given in Table 1.

Table 1 Some principles of green chemistry applied to metals [3]

Prevention It is better to prevent waste than to treat or clean up waste after it is formed
Safer Solvents and Auxiliaries Use of auxiliary substances (e.g., solvents, separation agents, etc.) should be made unnecessary, whenever possible and, when used, innocuous
Design for Energy Efficiency Energy requirements of chemical processes should be recognized for their environmental and economic impacts and should be minimized
Use of Renewable Feed Stocks A raw material or feedstock should be renewable rather than depleting whenever technically and economically practicable

Green Chemistry Principles and the Mining Industry

Despite wide and increasing use in chemical and pharmaceutical industry processes, green chemistry principles have been applied sparingly in the mining and ore beneficiation industries. This is unfortunate, since there is great need for improvement of metal separation and recovery procedures in these industries. In an analysis of the platinum group metal mining industry in South Africa, Mudd [4] has pointed out the large amount of waste generated and the enormous amounts of energy and water required to mine and process ore to recover desired metals. As ore grades decrease and greater depths are required to locate minable deposits, the amount of energy and water required increases dramatically. It would be desirable to reduce the necessity of mining virgin ore by better management of our existing metal supply through reduction of waste generation and achievement of improved recovery rates of metals from waste products.

Throughout human history, mining has been synonymous with waste generation [5]. Remnants of this legacy are found in every corner of the Earth. In the United States alone, it has been estimated that there are as many as 250,000 acid mine drainage sites [6]. A notable example is Berkeley Pit in Montana [7,8]. This pit is a remnant of underground and open pit copper mining in the area from about 1900 to 1983 when pumps were turned off and the pit began to fill with drainage water contaminated with a ‘witches brew’ of metals. It is, today, one of the largest Super Fund sites in the United States and has little hope of proper remediation. It is significant that this situation results from governmental inaction, not the lack of technology. In the 1990s IBC demonstrated a viable MRT process for metal removal from Berkeley Pit [7]. China’s rare earth metal mining and processing industries are noted for their widespread pollution of the environment [9] and artisanal gold mining wreaks havoc on the environment through uncontrolled mercury emissions in parts of South America, China, and central Africa [10].

MRTPhoto1Solvent Extraction (SX) facilities, even for a small to mid sized mining operation, can occupy a footprint equal to several football fields of circuitry

Contrary to the foregoing, there are also notable examples of efforts by large mining corporations to turn the tide of waste generation in large scale mining. Companies such as Asarco, Impala, and Tanaka are striving to increase metal sustainability by installing clean chemistry processes in mining operations, ore beneficiation, and metal recovery procedures [3,11,12]. Such efforts are to be applauded and imitated, where ever possible. The consequences of continuing to use dirty processes in mining, ore beneficiation, and recovery of metals from end-of-life products have been presented and discussed [13]. Beyond these giants of the industry, the work of start-up enterprises, such as Ucore Rare Metals and its work to reduce waste generation in rare earth processing via clean chemistry, are gaining increased recognition [19].

The latter half of the 20th Century saw great efforts in developed countries, such as the United States, Canada, and those in Western Europe to enforce by legislation stricter standards for metal pollution by industries. This action, prompted by many notable disasters from metal pollution of the environment in mid- to late-20th Century [14], was a recognition that we all share the same environment on Earth and that we have a stewardship responsibility. Unfortunately, not all nations share this view [13,15] . This stewardship concept was expressed in 1966 by Hardin [16] who discussed the dilemma of depletion of a resource shared in common by individuals, acting independently and rationally according to the self-interest of each, despite their understanding that depleting the common resource is contrary to the long-term best interests of the group. This phenomenon is referred to as the “tragedy of the commons” and may be applied to many human activities including environmental consequences of actions related to metal cycles.

Appropriate use of the commons is compatible with metal sustainability. However, improper use is antithetical to sustainability, because as a resource is depleted without replacing it, access to it by present or future generations becomes more limited. Once taken from the Earth, metals continue to exist in some form in the environment. The choice is whether the fate of metals should be managed as much as possible or whether metals should be discarded and allowed to move essentially unhindered through the commons. The first case is compatible with green chemistry principles. The second case is irresponsible in that severe environmental, economic, and health problems beyond the control of the polluting entity may result, as seen, for example, in Berkeley Pit, Montana [7,8] and in Chinese rare earth metal mining and processing [9].

Once waste metals or end-of-life products containing them enter the commons, it is usually beyond the reach of present technology to recover the metals effectively, since their concentration is markedly reduced [17]. However, the environmental and health effects of discarded metals persist into the indefinite future and can result in damage to the immediate surroundings, and, in some cases, such as mercury in artisanal gold mining [10], to the extended global community. It has been estimated that during the past 500 years approximately one million tons of mercury have been produced from mining operations [18]. The presence of mercury in the commons is particularly insidious because mercury can be transformed by bacteria into methylmercury species, which can cross the blood-brain barrier in humans [14]. Thus, recovery of metals before they enter the commons is desirable. However, this is a formidable task that is being tackled with mixed results by the global community [13].

Use of Solvent Extraction technology (alternatively referred to as “SX”) has become widespread in mining and ore beneficiation industries during the past half century, notably in the rare earth sector and across a wide range of industrial metals Notwithstanding this, the elimination of solvents is a increasingly a focal point for proponents of green chemistry for a variety of reasons. Anastas and Eghbali [1] have summarized these concerns. The elimination of solvents represents an important objective for green chemistry because they often account for the vast majority of mass wasted in chemical syntheses and processes. Moreover, many conventional solvents are toxic, flammable, and/or corrosive. Their volatility and solubility have contributed to air, water and land pollution, have increased the risk of workers’ exposure, and have led to serious accidents. Recovery and reuse, when possible, are often associated with energy-intensive distillation and sometimes cross contamination.

In an effort to address all of these shortcomings of SX methodologies, chemists have searched for safer solutions for use in the chemical and pharmaceutical industries. Solvent-less systems, water, supercritical fluids, and, more recently, ionic liquids are some examples of these new ‘‘green’’ answers. Where possible, the ideal situation would be to not use any solvent at all, because the decision to include an auxiliary always implies efforts and energy to remove it from a designated system. Efforts have therefore been devoted to developing solvent-less systems. This idea was reinforced by the finding that solvents account for most industrial waste. These observations by Anastas and Eghbali [1] may be difficult to implement in the mining and ore beneficiation industries where use of SX is deeply embedded. However, it is desirable to use creative thought to develop alternatives to solvents in these industries as is being done in the chemical and pharmaceutical industries.

In the case of mining, processing, and recovery of individual rare earth elements (REE – singular or plural), SX technology, which is used to process essentially all REE commercially used today, has produced many of the negative effects noted by Anastas and Eghbali [1]. Use of solvent extraction has resulted in severe environmental and health problems in many nations, especially in China, where the very large majority of REE are processed [9]. Although solvent extraction, when properly implemented and regulated, may have some utility as a separation process, its inherent drawbacks severely limit its desirability as a separation technique for the 21st century.

Solvent extraction is the antithesis of green chemistry. SX utilizes solvents that are typically toxic and corrosive, as well as being inherently volatile, flammable, and disposable only as a regulated waste. In addition, solvent extraction systems generally have low metal recovery rates and low metal selectivity, requiring many stages for effective separations. These inefficiencies require not only more expenditures of reagents, time, space, and labor, but produce large in-process metal inventories, significantly elongating the time in which final products are produced. Damage to the environment, resulting from such inefficiencies, are not accounted for in the cost of producing rare earth products. This situation is an example of negative externality, where the cost of producing the rare earth metals is borne, to a large degree, by society at large.

The only commercial non-solvent extraction process proven for production of the individual REE is Molecular Recognition Technology (MRT), which avoids the use of solvents and the attendant problems discussed above.

Molecular Recognition Technology: A Green Chemistry Process

MRT processes are compatible with the green chemistry principles given in Table 1. These processes have been described and examples given of their use during the past two decades in industrial metal separations and recovery [3,7,15]. The separation part of the MRT procedure makes use of a highly metal-selective, pre-designed ligand which is attached by a chemical bond to a tether which, in turn, is attached by a chemical bond to a solid support, such as silica gel to form a SuperLig® product.

In practice, this SuperLig® product is packed into a column. A feed solution containing a metal matrix including the target metal to be separated is then passed through the column. The target metal is selectively bound to the ligand and the remaining feed solution passes to raffinate. Metals contained in the raffinate can also be recovered, if desired, by a similar process using other SuperLig® products. Following washing of the column to remove residual feed solution, the target metal is eluted with a small amount of eluent. The resulting eluate solution contains the pure target metal, concentrated many fold over its concentration in the feed solution. Referring to the principles in Table 1, no solvents are used in the MRT separation process and minimal waste is generated in the procedure.

MRTPhoto2

MRT based separation facilities are characterized by their small footprint, elimination of caustic solvents, low cost and ease of use.

In the case of rare earth processing such as the circuit designed for Ucore, molecular recognition design principles are used to design the ligands needed for the highly selective interactions with individual rare earth metals. In operation, these ligands remain attached by chemical bonds to the silica gel and can be used repeatedly without degradation. The MRT process is simple in design and operation resulting in minimal energy and water use. Space requirements are small since high metal selectivity reduces the number of stages required to achieve a desired metal purity.

Ucore’s MRT system for rare earth separation is now entering a phase known as “pilot plant”, in which the separations achieved at bench scale are now being transposed to bulk scale. The Ucore pilot plant will be designed to be fully automated and to produce the target metal(s) either on site of close to the point of origin. This is in contrast, for example, to Molycorp, which sends concentrates of their rare earth metals to China for processing. Rapid processing in the MRT process greatly reduces the pipeline or ‘lock-up’ of metal in the process, which is an important economic feature. The MRT process is much faster than solvent extraction or other separation processes. The high metal selectivity of the MRT process enables the recovery of essentially 100 % of the target metal.

As a result, in the Ucore MRT circuit, metals will not be discarded in tailings or to other parts of the commons. This is an important feature because valuable metal resources are conserved rather than depleted into the commons where they usually are unrecoverable and may impose environmental and human health risks. Loss of metals to the commons requires additional mining of those metals to replace the loss. Since mining has inherent large requirements for energy and water and generates large quantities of waste, it is desirable to conserve our already mined metal supply whenever possible.

References

  1. 1. Anastas, P. and Eghbali, N. (2010), Green chemistry: principles and practice, Chemical Society Reviews, 39, 301-312.
  2. S.K. Ritter, S.K. (2015), EPA data suggest green success, Chemical and Engineering News, February 2, pp 32-33.
  3. Izatt, R.M., Izatt, S,R., Izatt, N.E., Krakowiak, K.E., Bruening, R.L. and Navarro, L. (2015), Industrial applications of Molecular Recognition Technology to separations of platinum group metals and selective removal of metal impurities from process streams, Green Chemistry, 17, 2236-2245.
  4. Mudd, G.M. (2012), Sustainability reporting and the platinum group metals: a global mining industry leader?, Platinum Metals Reviews, 56, 2-19.
  5. Davies, B.E. (1987), Consequences of environmental contamination by lead mining in Wales, Hydroblologia,  149,  213-220. 
  6. G. Lichti, G. and J. Mulcahy, J. (1998), Acid mine drainage—environmental nightmare or asset?, Chemistry in Australia, 65, pp 10-13.
  7. Izatt, N.E., Bruening, R.L., Krakowiak, K.E. and Izatt, S.R. (2000), Contributions of Professor Reed M. Izatt to Molecular Recognition Technology: from laboratory to commercial application, Industrial and Engineering Chemistry Research, 39, 3405-3411.
  8. Gammons, C.H. and Duaime, T.E. (2006), Long term changes in the limnology and geochemistry of the Berkeley Pit Lake, Butte, Montana, Mine Water and the Environment., IMWA Springer-Verlag, 25, 76-85.
  9. Yang, X.J., Lin, A., Li, X-L., Wu, Y., Zhou, W. and Chen, Z. (2013). China’s ion-adsorption rare earth resources, mining consequences and preservation, Environmental Development, 8, 131-136.
  10. Wade, L. (2013), Gold’s dark side, Science, 341, 1448-1449.
  11. Metal Sustainability: Global challenges, Consequences and Prospects, Izatt, R.M. (Ed). Wiley, Oxford, U.K., to be published in 2016.
  12. Izatt, S.R., Bruening, R.L. and Izatt, N.E. (2012), Status of metal separation and recovery in the mining industry, Journal of Metals, 64, 1279-1284.
  13. Izatt, R.M., Izatt, S.R., Bruening, R.L., Izatt, N.E. and Moyer, B.A. (2014), Challenges to achievement of metal sustainability in our high-tech society, Chemical Society Reviews, 43, 2451-2475.
  14. Pan, J., Chon, H-S., Cave, M.R., Oates, C.J. and Plant, J.A., Toxic trace elements In Pollutants, Human Health and the Environment: A Risk Based Approach, J.A. Plant, N. Voulvoulis and K.V. Ragnarsdottir (Eds.), Wiley-Blackwell, Oxford, pp 87-114, 2012
  15. Izatt, R.M. (2015), Recovering metals from electronic wastes, Chemical Engineering Progress, January, pp 48-54.
  16. Hardin, G. (1968) The tragedy of the commons, Science, 162, 1243–1248.
  17. Izatt, R,M., Molecular Recognition Technology: Clean Chemistry Applied to 21st Century Rare Earth Separation, Posted May 15, 2015, InvestorIntel.  
  18. Hylander, L.D. and Meili, M. (2003). 500 Years of mercury production: global annual inventory by region until 2000 and associated emissions. Science of the Total Environment, 304, 13-27.
  19. Ucore Rare Metals Inc., Ucore Successfully Separates Entire Suite of Individual Rare Earth Elements at High Purity, March 2, 2015.  —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————-Sorry for my wordpress tools, this is only a Note: https://adunti.com/2016/01/28/obtener-energia-del-carbon-sin-llama-ni-combustion/
5 marzo 2017

Una batería electrolítica reversible

Baterìas nucleares seguras utilizando el C14

Fuente por si se borra

Esta batería con diamante radioactivo dura miles de años

(Duran 38.000 años)

Un equipo de científicos de la Universidad de Bristol ha logrado desarrollar una batería que logra durar miles de años, de acuerdo a lo presentado por los físicos y químicos en la conferencia anual del Instituto Cabot, “Ideas para cambiar el mundo”, la semana pasada. Además de representar la solución a la necesidad prolongada y estable de electricidad para algunos dispositivos, esta batería también resuelve otro problema: el manejo de desechos nucleares, y, con ello, de su radioactividad potencialmente dañina.
Esta nueva tecnología emplea estos restos para generar electricidad desde el interior de un diamante hecho por el hombre. El mismo, cuando se coloca en un campo radiactivo, es capaz de generar una pequeña corriente eléctrica limpia, que no genera emisiones.
A diferencia de la mayoría de baterías —que emplean un imán a través de una bobina de alambre para generar una corriente eléctrica con su movimiento— en este dispositivo “no hay partes móviles involucradas”, de acuerdo con Tom Scott, profesor de Materiales en el Centro de Análisis de Interfaz de la Universidad y miembro del Instituto Cabot. “Transformamos un problema a largo plazo de desechos nucleares en una batería nuclear y un suministro de energía limpia de amplia duración”, señala.
El primer prototipo de esta “batería de diamante” utilizaba níquel-63 como fuente de radiación. No obstante, por su abundancia y en beneficio de la eficiencia de la batería se cambió al carbono-14, versión radioactiva del carbono (usualmente empleado para determinar la antigüedad de objetos que contienen material orgánico).

 

Las plantas de energía nuclear en el Reino Unido, al igual que varias otras en el mundo, generan electricidad en base al uranio, material radioactivo que va encapsulado en una bóveda de grafito. Este último elemento ayuda a moderar la reacción en cadena del uranio, que finalmente sirve para calentar las aguas cuyos vapores alimentan turbinas que son, propiamente, las generadoras de electricidad.
Como residuo de este proceso, en las paredes de grafito se acumula carbono-14. Este desecho puede dejar de ser radioactivo, para volver a ser carbono puro, en un proceso natural que lleva miles de años. La radiación que genera se reduce a la mitad recién cada 5.730 años, por lo cual el manejo responsable y adecuado de estos residuos se convierte en un serio y costoso problema. Tan solo el Reino Unido ha logrado acumular 95.000 toneladas del mismo desde los años cuarenta.
El equipo de Bristol ha podido delinear un proceso para remover este material del grafito en forma gaseosa. El gas, sometido a bajas presiones y altas temperaturas, es convertido en un diamante artificial (que, en la naturaleza, no es sino otra forma que adquiere el carbón), radioactivo y capaz de generar un flujo estable de electricidad.
El Dr. Neil Fox de la Escuela de Química de Bristol explica que este material emite una radiación de corto alcance, rápidamente absorbida por cualquier material sólido cercano. Ello haría peligroso un contacto directo con la piel. Por ello, el diamante radioactivo es recubierto con otra capa de diamante artificial, con lo que su radiación queda confinada y la batería termina siendo segura para el manejo en manos de humanos.
Si bien genera una baja potencia, en relación con otras tecnologías actuales, la vida útil de estas baterías de diamante podría revolucionar la alimentación de dispositivos en largas escalas de tiempo.
Scott señala que se utilizarán en situaciones en las que no sea factible cargar o reemplazar baterías convencionales: “Las aplicaciones obvias serían en dispositivos eléctricos de baja potencia en los que se necesite una larga vida útil de la fuente de energía, como marcapasos, y algunos instalados en satélites, aviones de gran altura o incluso naves espaciales”.
No obstante, se aceptan sugerencias: Bristol ha pedido a los usuarios de redes sociales el uso del hashtag #diamondbattery para proponer más usos potenciales de la nueva tecnología.